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化学实验室数据处理系统设计

1系统功能

实验室数据处理系统包含5个主要功能模块,即文件系统、编辑系统、系统功能、窗口系统、帮助系统。在主界面包括5个菜单,点击后可进入相应界面。

2文件系统

文件系统可对文件进行新建、打开、保存、另存为、页面设置、打印、退出等操作。

3编辑系统

本系统里有撤消、剪切、复制、粘贴等功能。可对所输入数据进行复制、粘贴、剪切。

4数据处理系统

对用户输入的数据进行相关处理,分别为求和功能、平均偏差功能、求t值功能、置信区间功能、精密度分析功能、单因素方差分析功能、回归方程功能、回归直线功能、求浓度功能。用户根据需要进行数据处理。本软件重点是对实验室数据进行处理,因此详细介绍数据处理系统中各功能的特点。

4.1求和功能

用同一方法对同一样品进行重复测定所得的一组数据,计算这一组数据的总和、平均值、数据重现性。

4.2平均偏差功能

在分析化学中,误差衡量分析结果的准确度,偏差衡量分析结果的精密度。一般情况下,真值是未知的,但在日常工作中,总是重复测定数次,然后求得平均值,这一平均值认为是接近真值的。要使测定结果有好的准确度必须要精密度高。精密度的高低用偏差表示,偏差愈小说明精密度愈高。用平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差来反映精密度。

4.3求t值功能

在对实际的标准物质或纯物质进行测定时,用所得的平均值与标准值进行比较,用t检验法判断它们之间是否存在显著性差异,从而检查分析数据是否存在较大的系统误差。当计算t值大于查表所得t值时,说明平均值与标准值(或真值)间存在显著性差异,反之不存在显著性差异。

4.4置信区间功能

置信度是测量结果的可信程度,在一定的置信度下,以平均值为中心,包括真实值的可能范围称为平均值的置信区间。该功能用于求得测定数据的可信区间。

4.5精密度检验功能

用两种不同方法对样品含量进行分析,判断两种方法的标准偏差是否存在显著性差异?两种方法的平均值是否存在显著性差异?输入两组数据,按确定键后,可显示比较结果。计算过程如下:采用两种方法精密度检验——F检验法。首先计算两种样本的方差,分别为S12和S12它们分别代表方差较大和较小的那组数据,然后计算F值。若F计>Fa(f1,f2),则S1和S2之间存在显著性差异,反之便不存在显著性差异。通过F检验可判断两组数据的精密度是否存在显著性差异,若不存在显著性差异,方可对两组数据的平均值进行比较。

4.6单因素方差分析功能

当采用多种测试方法测定某组分含量时,每种方法都测定n次,那么每种方法都会有一个平均值,这些平均值之间是否存在显著性差异,就要通过F检验来进行判断。这种只有一个能确定的因素可能影响测试结果的分析方法即为单因素方差分析实验。如果计算F计(fa,fe)>Fa(fa,fe)临界值表(a为置信度),则不同方法对测定结果是有影响的,反之,影响便不显著。

4.7回归方程功能

在数理统计中,处理变量之间相互关系的方法称为回归分析法。回归分析是数理统计方法,它可以克服处理数据中的人为误差,提高分析结果的准确性。回归分析就是通过数理统计方法确定变量间的关系,并找出最适合的数学表达式,从一个变量值计算出另一个变量值,并对结果的精密度进行估算;通过因素分析,判断主要因素和次要因素,并找出这些因素之间的关系。在回归分析中,如果自变量和因变量都只有一个,就是一元回归,方程y=ax+b可计算相关系数r,r愈接近1,y与x之间的线性相关愈好。回归平方和Q回,残余平方和Q余,残余标准差S余,它可以用来衡量所有随机因素对y的一次观测值的平均偏差的大小。

4.8回归直线功能

直线拟合在分析化学中的典型应用就是标准曲线法,它适用于待测组分的浓度与物理量之间呈线性关系的一些分析方法中。输入样品浓度与吸光度值、标准溶液浓度、待测物吸光度值,按确定键,可计算待测物浓度、回归方程、相关系数,并绘制直线拟合。

4.9求浓度功能

在标准曲线法中,在进行曲线拟合时,常用插值的方法来处理数据。根据y=ax+b方程,已知y的值,求x的值。输入系列吸光度值y,输入系列样品浓度值x,计算回归方程,然后输入待测样品的吸光度值,求得样品浓度值。

5窗口系统

可新建窗口,对打开的多窗口进行横向排列、纵向排列、层叠。更方便用户进行操作。

6帮助系统

用户在需要帮助时,点此模块,可显示帮助信息,也可显示关于本软件的信息。本软件包使化学检验结果计算和数据处理十分方便快速,例如:分光光度法计算软件,用于标准曲线回归方程Y=a+bX的截距、斜率、相关系数以及样品含量的计算,一般只需要几秒钟。从而不再需要绘制标准曲线,从标准曲线上查出样品含量,检验人员能够节省很多宝贵时间,提高工作效率。软件能满足化学检验结果计算和数据处理要求,而且可以应用于科研工作。适合各分析测试中心、大中专院校分析实验室、卫生监测和疾病预防控制中心、药检所、食品检验所、环境监测站、厂矿企事业单位的质检部门等单位使用。

作者:贾新娟 单位:鹤壁市农产品质量安全监测检验中心


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